simulation solidworks

7/30/2019 Simulation SolidWorks

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Serie Tecnologa ydiseo de ingeniera

Introduccin a las aplicaciones de anlisisde tensin con SolidWorks Simulation,Gua del estudiante

Dassault Systmes SolidWorks Corporation

300 Baker Avenue

Concord, Massachusetts 01742 EE. UU.

Telfono: +1-800-693-9000

Fuera de EE. UU.: +1-978-371-5011

Fax: +1-978-371-7303

Correo electrnico: [email protected]

Web: http://www.solidworks.com/education


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1995-2010, Dassault Systmes SolidWorks Corporation, unaempresa de Dassault Systmes S.A., 300 Baker Avenue, Concord,Massachusetts 01742 EE. UU. Reservados todos los derechos.

La informacin y el software especificados en este documento estnsujetos a cambio sin previo aviso y no son responsabilidad deDassault Systmes SolidWorks Corporation (DS SolidWorks).

No se puede reproducir ni transmitir ningn material en ningunaforma ni a travs de ningn medio, electrnico o manual, conningn propsito sin el consentimiento expreso por escrito de DSSolidWorks.

El software descrito en este documento se proporciona con unalicencia y se puede usar o copiar nicamente segn los trminos dela licencia. Todas las garantas ofrecidas por DS SolidWorks conrespecto al software y a la documentacin se establecen en elcontrato de licencia y nada de lo que establezca o implique estedocumento o su contenido se considerar o estimar como unamodificacin o enmienda de las condiciones, incluidas lasgarantas, de dicho contrato de licencia.

Avisos de patentesEl software CAD mecnico en 3D SolidWorks est protegido porlas patentes de EE. UU. 5.815.154; 6.219.049; 6.219.055;6.611.725; 6.844.877; 6.898.560; 6.906.712; 7.079.990; 7.477.262;7.558.705; 7.571.079; 7.590.497; 7.643.027; 7.672.822; 7.688.318;7.694.238 y 7.853.940, y por las patentes de otros pases (por

ejemplo, EP 1.116.190 y JP 3.517.643).El software eDrawings est protegido por las patentes de EE. UU.7.184.044 y 7.502.027 y por la patente canadiense 2.318.706.

Patentes en EE. UU. y en otros pases pendientes de aprobacin.

Marcas comerciales y nombres de productos para losproductos y servicios SolidWorksSolidWorks, 3D PartStream.NET, 3D ContentCentral, SolidWorkseDrawings y el logotipo de SolidWorks eDrawings son marcascomerciales registradas y FeatureManager es una marca comercialregistrada conjunta de DS SolidWorks.

CircuitWorks, Feature Palette, FloXpress, PhotoWorks, TolAnalysty XchangeWorks son marcas comerciales de DS SolidWorks.

FeatureWorks es una marca comercial registrada de GeometricSoftware Solutions Ltd.

SolidWorks 2011, SolidWorks Enterprise PDM, SolidWorksSimulation, SolidWorks Flow Simulation y eDrawings Professionalson nombres de productos de DS SolidWorks.

Otras marcas o nombres de productos son marcas comerciales omarcas comerciales registradas de sus respectivos propietarios.

Nmero de documento: PMS0219-ESP

SOFTWARE COMERCIAL INFORMTICO - PATENTADODerechos restringidos del gobierno de Estados Unidos El uso, laduplicacin o la divulgacin por parte del gobierno est sujeta a lasrestricciones establecidas en FAR 52.227-19 (Software informticocomercial - Derechos restringidos), DFARS 252.227-7202(Software informtico comercial y Documentacin de softwareinformtico comercial) y en este Acuerdo, segn corresponda.

Contratante/Fabricante:

Dassault Systmes SolidWorks Corporation, 300 Baker Avenue,Concord, Massachusetts 01742, EE. UU.

Avisos de copyright para los productos SolidWorksStandard, Premium, Professional y EducationPartes de este software 1986-2010 Siemens Product LifecycleManagement Software Inc. Reservados todos los derechos.

Partes de este software 1986-2010 Siemens Industry SoftwareLimited. Reservados todos los derechos.

Partes de este software 1998-2010 Geometric Ltd.

Partes de este software 1996-2010 Microsoft Corporation.Reservados todos los derechos.

Partes de este software incorporan PhysX by NVIDIA 2006 -2010.

Partes de este software 2001 - 2010 Luxology, Inc. Reservadostodos los derechos, patentes pendientes.

Partes de este software 2007 - 2010 DriveWorks Ltd.Copyright 1984-2010 Adobe Systems Inc. y sus concedentes delicencias. Reservados todos los derechos. Protegido por las patentesestadounidenses 5.929.866; 5.943.063; 6.289.364; 6.563.502;6.639.593; 6.754.382; patentes pendientes.

Adobe, el logotipo de Adobe, Acrobat, el logotipo de Adobe PDF,Distiller y Reader son marcas comerciales registradas o marcascomerciales de Adobe Systems Inc. en los Estados Unidos y enotros pases.

Para obtener ms informacin acerca del copyright, consulte Ayuda> Acerca de SolidWorks.

Avisos de copyright para los productos de SolidWorksSimulationPartes de este software 2008 Solversoft Corporation.

PCGLSS 1992-2007 Computational Applications and System

Integration, Inc. Reservados todos los derechos.

Avisos de copyright para el producto Enterprise PDMOutside In Viewer Technology, Copyright 1992-2010, Oracle

Copyright 1995-2010, Oracle. Reservados todos los derechos.

Partes de este software 1996-2010 Microsoft Corporation.Reservados todos los derechos.

Avisos de copyright para los productos de eDrawingsPartes de este software 2000-2010 Tech Soft 3D.

Partes de este software 1995-1998 Jean-Loup Gailly and MarkAdler.

Partes de este software 1998-2001 3Dconnexion.

Partes de este software 1998-2010 Open Design Alliance.Reservados todos los derechos.

Partes de este software 1995-2009 Spatial Corporation.Este software est basado en parte en el trabajo del IndependentJPEG Group


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Cuaderno de trabajo del estudiante de SolidWorks Simulation 1

i

Introduccin

Acerca de este curso

Introduccin a las aplicaciones de anlisis de tensin con SolidWorks Simulation y

sus materiales complementarios estn diseados para ayudarle en el aprendizaje de

SolidWorks Simulation en el mbito acadmico.

Tutoriales en lnea

Introduccin a las aplicaciones de anlisis de tensin

con SolidWorks Simulation es un recurso adicional y secomplementa con los Tutoriales en lnea de SolidWorks

Simulation.

Acceso a los tutoriales

Para iniciar los tutoriales en lnea, haga clic en Help,SolidWorks Tutorials, All SolidWorks Tutorials(Ayuda, Tutoriales de SolidWorks, Todos lostutoriales de SolidWorks). Se reajusta el tamao dela ventana de SolidWorks y se muestra una segunda

ventana junto a ella con una lista de los tutoriales

disponibles. Conforme mueve el puntero sobre losenlaces, se mostrar una imagen del tutorial en la parte

inferior de la ventana. Haga clic en el enlace deseado

para iniciar el tutorial.

Convenciones

Establezca la resolucin de pantalla en 1280x1024

para visualizar correctamente los tutoriales.

Los iconos siguientes aparecen en los tutoriales:

Mueve a la pantalla siguiente del tutorial.

Representa una nota o consejo. No es un enlace.

La informacin se encuentra a la derecha del

icono. Las notas y los consejos ofrecen pasos que ahorran tiempo y sugerencias

tiles.


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SolidWorks IntroduccinSerie Tecnologa y diseo de ingeniera


Puede hacer clic en la mayora de botones de la barra de herramientas que aparecen

en las lecciones para mostrar el botn de SolidWorks correspondiente. La primera

vez que haga clic en el botn, se mostrar el mensaje de control de ActiveX: Un

controlActiveXdeestapginapodrano serseguroalinteractuarconotraspartesdela

pgina.Deseapermitirestainteraccin? Esta es una medida de precaucin estndar.

Los controles ActiveX de los tutoriales en lnea no daarn su sistema. Si hace clic

en No, los scripts se deshabilitan para ese tema. Haga clic en S para ejecutar losscripts y mostrar el botn.

Open File (Abrir archivo) o Set this option (Establecer esta opcin) abre el

archivo o establece la opcin automticamente.

Video example (Ejemplo en vdeo) muestra un vdeo sobre este paso.

A closer look at... (Ms detalles) enlaza a ms informacin sobre un tema.

Aunque no es necesario para completar el tutorial, ofrece ms detalles sobre el

tema.

Why did I... (Por qu debera?) enlaza a ms informacin acerca de un

procedimiento y los motivos de un mtodo dado. Esta informacin no es necesaria

para completar el tutorial.

Impresin de los tutoriales

Si lo desea, puede imprimir los tutoriales en lnea siguiendo estos pasos:

1 En la barra de herramientas de navegacin del tutorial, haga clic en

Show (Mostrar) .

De esta forma se muestra un ndice de los tutoriales en lnea.

2 Haga clic con el botn derecho del ratn en el libro que representa la leccin que deseaimprimir y seleccione Print (Imprimir) en el men de accesos directos.

Aparece el cuadro de dilogo Print Topics (Imprimir temas).

3 Seleccione Print the selected heading and all subtopics (Imprimir el ttuloseleccionado y todos los subtemas), y haga clic en OK (Aceptar).

4 Repita este proceso para cada leccin que desee imprimir.

Lnea de productos de SolidWorks Simulation

Aunque este curso se centra en la introduccin a la simulacin lineal esttica de cuerpos

rgidos con SolidWorks Simulation, la lnea de productos completa cubre una amplia

gama de reas de anlisis a tener en cuenta. Los prrafos siguientes enumeran la oferta

completa de los paquetes y mdulos de SolidWorks Simulation.


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Los estudios estticos proporcionan herramientas para el

anlisis de tensin lineal de piezas y ensamblajes cargados

con cargas estticas. Las preguntas tpicas que se

respondern con este tipo de estudio son:

Mi pieza se romper bajo cargas funcionales normales?

El modelo est diseado en exceso?

Mi diseo se puede modificar para aumentar el factor deseguridad?

Los estudios de pandeo analizan el rendimiento de las piezas delgadas cargadas

en compresin. Las preguntas tpicas que se respondern con este tipo de estudio

son:

Las patas de mi recipiente son lo suficientemente fuertes para que no se venza su

lmite elstico, pero, lo son como para no colapsar a causa de la prdida de

estabilidad?

Mi diseo se puede modificar para garantizar la estabilidad de los componentes

delgados de mi ensamblaje?

Los estudios de frecuencia ofrecen herramientas para elanlisis de modos y frecuencias naturales. Esto es esencial en

el diseo de muchos componentes cargados esttica y

dinmicamente. Las preguntas tpicas que se respondern con

este tipo de estudio son:

Mi pieza resonar bajo cargas funcionales normales?

Las caractersticas de frecuencia de mis componentes son

adecuadas para la aplicacin dada?

Mi diseo se puede modificar para mejorar las caractersticas

de frecuencia?

Los estudios trmicos ofrecen herramientas para el anlisisde la transferencia trmica mediante conduccin, conveccin

y radiacin. Las preguntas tpicas que se respondern con


Los cambios de temperatura afectarn a mi modelo?

Cmo funciona mi modelo en un entorno con fluctuacin de

temperatura?

Cunto tiempo tarda mi modelo en enfriarse o sobrecalentarse?

El cambio de temperatura provocar que mi modelo se expanda?

Las tensiones provocadas por el cambio de temperatura provocarn que mi producto falle

(se usarn estudios estticos, junto a estudios trmicos, para responder a esta pregunta)?

Los estudios de choque se usan para analizar la tensin delas piezas o ensamblajes mviles que impactan contra un

obstculo. Las preguntas tpicas que se respondern con


Qu ocurrir si mi producto no se maneja adecuadamente

durante el transporte o se cae?

Cmo se comportar mi producto si se cae en un suelo de

madera duro, una alfombra o cemento?


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Se aplican estudios de optimizacin para mejorar (optimizar) su diseo

inicial en funcin de un conjunto de criterios seleccionados, como la

tensin mxima, el peso, la frecuencia ptima, etc. Las preguntas tpicas

que se respondern con este tipo de estudio son:

Se puede cambiar la forma de mi modelo manteniendo la finalidad del

diseo?

Mi diseo se puede hacer ms ligero, pequeo o econmico sincomprometer la capacidad de rendimiento?

Los estudios de fatiga analizan la resistencia de las piezas y

los ensamblajes cargados de forma repetida durante largos

periodos de tiempo. Las preguntas tpicas que se respondern

con este tipo de estudio son:

La duracin de la vida operativa de mi producto se puede

calcular con precisin?

La modificacin de mi diseo actual contribuir a ampliar la

vida del producto?

Mi modelo es seguro si se expone a cargas de temperatura o fuerza fluctuantes durante

largos periodos de tiempo?

El rediseo de mi modelo ayudar a minimizar el dao provocado por las fuerzas o

temperatura fluctuantes?

Los estudios no lineales ofrecen herramientas para analizar la tensin en

piezas y ensamblajes que experimenten cargas importantes y/o grandes

deformaciones. Las preguntas tpicas que se respondern con este tipo de

estudio son:

Las piezas de goma (por ejemplo, anillos tricos) o de espuma tendrn

un buen rendimiento bajo una carga determinada?

Mi modelo experimentar un plegado excesivo durante las condiciones

de funcionamiento normales?

Los estudios dinmicos analizan objetos forzados por cargas que

varan en el tiempo. Algunos ejemplos tpicos pueden ser cargas de

choque de componentes montados en vehculos, turbinas cargadas

mediante fuerzas oscilatorias, componentes de aviones cargados

aleatoriamente, etc. Se encuentran disponibles tanto linealmente

(pequeas deformaciones estructurales, modelos de material bsico) y

no linealmente (grandes deformaciones estructurales, cargas importantes y materiales

avanzados). Las preguntas tpicas que se respondern con este tipo de estudio son:

Tienen un diseo seguro mis montajes cargados por cargas de choque cuando un vehculo

pasa por un gran bache en la carretera? Cunto se deformar en estas circunstancias?


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Motion Simulation permite al usuario analizar el comportamiento

cinemtico y dinmico de los mecanismos. Las fuerzas inerciales y de

unin se pueden transferir posteriormente a los estudios de SolidWorks

Simulation para continuar con el anlisis de la tensin. Las preguntas

tpicas que se respondern con este mdulo son:

Cul es el tamao correcto del motor o actuador para mi diseo?

El diseo de los eslabonamientos, los engranajes o los mecanismos decierre es ptimo?

Cules son los desplazamientos, las velocidades y las aceleraciones de los componentes

del mecanismo?

El mecanismo es eficaz? Se puede mejorar?

El mdulo de compuestos permite a los usuarios simular

estructuras fabricadas con materiales compuestos laminados.

Las preguntas tpicas que se respondern con este mdulo son:

El modelo de compuestos falla con esta carga determinada?

Se puede aligerar la estructura usando materiales compuestos

sin comprometer la fuerza y la seguridad?

Se delaminar mi compuesto de capas?


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Cuaderno de trabajo del estudiante de SolidWorks Simulation 1-1

1

Leccin 1: Funcionalidad bsica de SolidWorks Simulation

Una vez terminada correctamente esta leccin, podr comprender los conceptos bsicos de

SolidWorks Simulation y realizar anlisis estticos del siguiente ensamblaje.

Eje

BrazodePartecentral

lacruceta


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1-2 Cuaderno de trabajo del estudiante de SolidWorks Simulation

Ejercicio de aprendizaje activo: Realizacin de un anlisis esttico

Use SolidWorks Simulation para realizar un anlisis esttico

del ensamblaje Spider.SLDASM que se muestra a la

derecha.

A continuacin, se proporcionan instrucciones paso a paso.

Creacin de un directorio SimulationTemp

Se recomienda guardar los EjemplosdeeducacindeSolidWorks

Simulation en un directorio temporal a fin de guardar la copia original para su uso

posterior.

1 Cree un directorio temporal denominado SimulationTemp en la carpetaExamples(Ejemplos) del directorio de instalacin de SolidWorks

Simulation.

2 Copie el directorio EjemplosdeeducacindeSolidWorksSimulation en

el directorio SimulationTemp.

Apertura del documento Spider.SLDASM

1 Haga clic en Open (Abrir)

en la barra de

herramientas Standard

(Estndar). Aparece elcuadro de dilogo Open(Abrir).

2 Desplcese a la carpeta

SimulationTemp del

directorio de instalacin de

SolidWorks

Simulation.

3 Seleccione

Spider.SLDASM.

4 Haga clic en Open (Abrir).


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Se abre el ensamblaje

spider.SLDASM.

El ensamblaje spider(cruceta)

tiene tres componentes: eje,parte

central y brazodela

cruceta. La figura que se incluye a

continuacin muestra los componentesdel ensamblaje en una vista

explosionada.

Seleccin del men SolidWorks Simulation

Si SolidWorks Simulation est

instalado correctamente, aparece el

men SolidWorks Simulation en la

barra de mens de SolidWorks. De

lo contrario:

1 Haga clic en Tools, Add-Ins (Herramientas, Complementos).

Aparece el cuadro de dilogo Add-Ins (Complementos).

2 Seleccione las casillas de verificacin situadas junto a SolidWorks Simulation.

Si SolidWorks Simulation no se encuentra en la lista, es necesario instalarlo.

3 Haga clic en OK (Aceptar).

El men Simulation aparecer en la barra de mens de SolidWorks.

Establecimiento de las unidades del anlisis

Antes de empezar esta leccin,

estableceremos las unidades del

anlisis.

1 En la barra de mens de

SolidWorks, haga clic en

Simulation, Options (Opciones).

2 Haga clic en la pestaa DefaultOptions (Opcionespredeterminadas).

3 Seleccione SI (MKS) en Unitsystem (Sistema de unidades).

4 Seleccione mm y N/mm^2 (MPa)en los campos Length/Displacement (Longitud/Desplazamiento) y Pressure/Stress (Presin/Tensin),respectivamente.


Eje

Parte central

Brazodelacruceta

Men SolidWorks Simulation


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Paso 1: Creacin de un estudio

El primer paso para realizar un anlisis consiste en crear un estudio.

1 Haga clic en Simulation, Study (Estudio) en el men principal de SolidWorks en laparte superior de la pantalla.

Aparece el PropertyManagerStudy (Estudio).

2 En Name (Nombre), escriba MyFirstStudy(Miprimerestudio).

3 En Type (Tipo), escriba Static (Esttico).


SolidWorks Simulation crea un rbol de estudio de Simulation

situado bajo el rbol de diseo de FeatureManager.

Tambin se crea una pestaa en la parte inferior de la

ventana para que navegue entre los distintos estudios y su

modelo.

Paso 2: Asignacin de materiales

Todos los componentes del ensamblaje estn hechos de acero aleado.

Asignacin de acero aleado a todos los componentes.

1 En el rbol de

SolidWorks Simulation

Manager, haga clic con

el botn derecho del

ratn en la carpeta

Parts(Piezas)

y haga clic en ApplyMaterial to All (Aplicarel material a todo).

Aparece el cuadro de

dilogo Material.

2 Haga lo siguiente:

a) Expanda la carpeta

de la biblioteca

SolidWorks

Materials(Materiales de Solidworks).

b) Expanda la categora Steel (Acero).

c) Seleccione Alloy Steel (Acero aleado).

Nota: Las propiedades mecnicas y fsicas del acero aleado aparecen en la tablasituada a la derecha.


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3 Haga clic en Apply (Aplicar).

4 Cierre la ventana Materials (Materiales).

El acero aleado se asigna a todos los componentes y

aparece una marca de verificacin al lado del icono de cada

componente. Observe que el nombre del material asignado aparece al lado del nombre

del componente.

Paso 3: Aplicacin de sujeciones

Repararemos los tres taladros.

1 Utilice las teclas de flecha para girar elensamblaje como se muestra en la figura.

2 En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con

el botn derecho del ratn en la carpeta Fixtures

(Sujeciones) y haga clic en Fixed Geometry(Geometra fija).

Aparece el PropertyManagerFixture.3 Asegrese de que el Type (Tipo) est establecido en

Fixed Geometry (Geometra fija).

4 En la zona de grficos, haga clic en las caras de los

tres taladros, que se indican en la figura que se

muestra a continuacin.

Aparecen Face(Cara), Face(Cara) y Face(Cara) en el cuadro

Faces, Edges, Vertices for Fixture (Caras, aristas o vrtices para sujecin).

5 Haga clic en .

Se aplica la sujecin Fixed (Fijo) y sus smbolos

aparecen en las caras seleccionadas.

Adems, aparece un elemento Fixed-1(Fija1)

en la carpeta Fixtures(Sujeciones) del rbol

de estudio de Simulation. El nombre de la sujecin

puede modificarse cuando lo desee.

Smbolos de Geometra fija


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Paso 4: Aplicacin de cargas

Aplicaremos una fuerza normal de 2.250 N (505,82 lbf) a la cara que se muestra en la

figura.

1 Haga clic en el icono Zoom to Area (Zoom encuadre)en la parte superior de la zona de grficos y ample la pieza

achaflanada del eje.2 En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga clic

con el botn derecho del ratn en la carpeta External

Loads(Cargasexternas) y seleccione Force(Fuerza).

Aparece el PropertyManagerForce/Torque (Fuerza/Momento de torsin).

3 En la zona de grficos, haga clic en la cara que se muestra en la figura.

Aparece Face(Cara) en el cuadro de lista Faces and Shell Edges for NormalForce (Caras y aristas de vaciado para fuerza normal).

4 Asegrese de que est seleccionada la opcin Normal como la direccin.

5 Asegrese de que la opcin Units (Unidades) est establecida en SI.

6 En el cuadro Force Value (Valor de fuerza) , escriba 2.250.

7 Haga clic en .

SolidWorks Simulation aplica la fuerza a la cara seleccionada y aparece el elemento

Force-1(Fuerza-1) en la carpeta ExternalLoads(Cargasexternas).

Para ocultar los smbolos de cargas y sujeciones

En el rbol SolidWorks Simulation Manager, haga clic con el botn derecho del ratn

en Fixtures(Sujeciones) o en la carpeta ExternalLoads(Cargasexternas) y haga clic en Hide All (Ocultar todo).

Paso 5: Mallado del ensamblaje

El mallado divide el modelo en piezas ms pequeas denominadas

elementos. Segn las cotas geomtricas del modelo, SolidWorks

Simulation sugiere un tamao de elemento predeterminado (en este

caso, 4,564 mm) que puede modificarse segn sea necesario.

1 En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el botn

derecho del ratn en el icono Mesh(Malla) y seleccione

Create Mesh (Crear malla).Aparece el PropertyManagerMesh (Malla).


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2 Expanda Mesh Parameters (Parmetros de malla) seleccionando la casilla deverificacin.

Asegrese de que la opcin Curvature based mesh (Malla basada en curvatura)est seleccionada.

Mantenga los valores predeterminados de Maximum element size (Tamao mximode elemento) , Minimum element size (Tamao mnimo de elemento) , Minnumber of elements in a circle (N. mn. de elementos en un crculo) yElement size growth ratio (Cociente de crecimiento del tamao del elemento)

sugeridos por el programa.

3 Haga clic en OK (Aceptar) para comenzar el mallado.

Paso 6: Ejecucin del anlisis

En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el botn derecho del ratn en el

icono MyFirstStudy(Miprimerestudio) y haga clic en Run (Ejecutar)para iniciar el anlisis.

Cuando el anlisis termina, SolidWorks Simulation crea automticamente trazados de

resultados predeterminados guardados en la carpeta Results(Resultados).

Tamao

global

El tamao de elemento global es

una medida del dimetro promedio

de una esfera que circunscribe el

elemento.


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Paso 7: Visualizacin de los resultados

Tensin de von Mises

1 Haga clic en el signo ms situado junto

a la carpeta Results(Resultados).

Aparecen todos los iconos de los trazados

predeterminados.

2 Haga doble clic en Stress1(-vonMises-)(Tensin1) para mostrar eltrazado de tensiones.

Animacin del trazado

1 Haga clic con el botn derecho del ratn en Stress1(-vonMises-)(Tensin1)y haga clic en Animate (Animar).

Aparece el PropertyManagerAnimation (Animacin) y la animacin se iniciaautomticamente.

2 Detenga la simulacin haciendo clic en el botn Stop (Detener).

La animacin se debe detener para guardar el archivo .avi en el

disco.

3 Seleccione Save as AVI File (Guardar como archivo AVI),haga clic en para examinar y seleccione la carpeta de destino

en la que se guardar el archivo .avi.

4 Haga clic en para Play (Reproducir) la animacin.

La animacin se reproduce en el rea de grficos.5 Haga clic en para Stop (Detener) la animacin.

6 Haga clic en para cerrar el PropertyManagerAnimation(Animacin).

Nota: Si no aparece ningn trazadopredeterminado, haga clic conel botn derecho del ratn en lacarpeta Results(Resultados) y seleccioneDefine Stress Plot (Definirtrazado de tensiones). Establezcalas opciones en el PropertyManagery haga clic en .

Nota: Para mostrar la anotacin que indica los valores mnimos y mximos en eltrazado, haga doble clic en la leyenda y seleccione las casillas de verificacinShow min annotation (Mostrar una anotacin mnima) y Show maxannotation (Mostrar una anotacin mxima). Luego, haga clic en .


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Visualizacin de los desplazamientos resultantes

1 Haga doble clic en Displacement1

(--Resdisp-)

(Desplazamiento1) para mostrar

el trazado de desplazamientos resultante.

Es seguro el diseo?

El Factor of Safety wizard (Asistente para Factor de seguridad) puede ayudarle aresponder a esta pregunta. Utilizaremos el asistente para calcular el factor de seguridad

en todos los puntos del modelo. En el proceso, necesitar seleccionar un criterio de

fallos del lmite elstico.

1 Haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta Results(Resultados) y

seleccione Define Factor of Safety Plot (Definir factor de trazado de seguridad).

Aparece el PropertyManagerFactor of Safety wizard (Asistentepara Factor de seguridad) Step 1 of 3 (Paso 3 de 3).

2 En Criterion (Criterio) , haga clic en Max von Mises stress(Tensin de von Mises mx).

Nota: Hay varios criterios de lmite elstico disponibles. Elcriterio von Mises suele usarse para comprobar fallosde lmite elstico de materiales dctiles.


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3 Haga clic en Next (Siguiente).

Aparece el PropertyManagerFactor of Safety wizard (Asistentepara Factor de seguridad) Step 2 of 3 (Paso 3 de 3).

4 Establezca Units (Unidades) en N/mm^2 (MPa).

5 En Set stress limit to (Establecer lmite de tensin),

seleccioneYield strength (Lmite elstico).


Aparece el PropertyManagerFactor of Safety wizard(Asistente para Factor de seguridad) Step 3 of 3 (Paso 3 de 3).

7 Seleccione Areas below factor of safety (reas por debajodel factor de seguridad) e introduzca 1.

8 Haga clic en para generar el trazado.

Inspeccione el modelo y busque las reas no seguras que se muestran en rojo. Puede

observarse que el trazado no tiene ninguna parte en color rojo, lo que indica que todas

las ubicaciones son seguras.

Nota: Cuando el material cede, sigue deformndose en formaplstica a mayor velocidad. En un caso extremo, puedecontinuar deformndose aunque no se aumente lacarga.


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Cun seguro es el diseo?

1 Haga clic con el botn derecho del ratn

en la carpeta Results

(Resultados) y seleccione DefineFactor of Safety Plot (Definir factorde trazado de seguridad).

Aparece el PropertyManagerFactor ofSafety wizard (Asistente para Factor deseguridad) Step 1 of 3 (Paso 1 de 3).

2 En la lista Criterion (Criterio),seleccione Max von Mises stress(Tensin de von Mises mx).


Aparece el PropertyManagerFactor ofSafety wizard (Asistente para Factor de seguridad) Step 2 of 3 (Paso 1 de 3).


Aparece el PropertyManagerFactor of Safety wizard (Asistente para Factor deseguridad) Step 3 of 3 (Paso 1 de 3).

5 En Plot results (Trazado de resultados), haga clic en Factor of safety distribution(Distribucin del factor de seguridad).

6 Haga clic en .

El trazado generado muestra la distribucin del factor de seguridad. El factor ms

pequeo de seguridad es aproximadamente de 5,98.

7 Haga doble clic en la leyenda, haga clic en

Defined (Definido) y escriba 100 en elcampo Max (Mx.).

8 Haga clic en para mostrar el trazado

modificado.

Nota: Un factor de seguridad de 1,0 en una ubicacin significa que el materialest alcanzando el lmite elstico. Por ejemplo, un factor de seguridad de

2,0 significa que el diseo es seguro en esa ubicacin y que el materialalcanzar el lmite elstico si dobla las cargas.

Puesto que algunas regiones del modelo experimentan muy poca tensin,el valor mximo del factor de seguridad es muy alto (por encima de1.800.000). Para que el trazado sea ms significativo, cambiaremos elvalor mximo de la leyenda a 100.


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Guardado de todos los trazados generados

1 Haga clic con el botn derecho del ratn en el icono MyFirstStudy(Miprimer

estudio) y haga clic en Save all plots as JPEG files (Guardar todos los trazadoscomo imgenes .jpeg).

Aparece la ventana Browse for Folder (Buscar carpeta).

2 Vaya al directorio donde desee guardar todos los trazados de resultados.3 Haga clic en OK (Aceptar).

Generacin de un informe del estudio

La utilidad Report (Informe) le ayuda a documentar su trabajo rpida y sistemticamentepara cada estudio. El programa genera informes estructurados preparados como

documentos de Word que describen todos los aspectos relacionados con el estudio.

1 Haga clic en Simulation (Simulacin), Report (Informe) en el men principal deSolidWorks en la parte superior de la pantalla.

Aparece el cuadro de dilogo Report

Options (Opciones de informe).La seccin Report sections (Seccionesde informe) le permite elegir seccionesque se incluirn en el informe generado.

Utilice casillas de verificacin al lado de

cada seccin para incluirla o excluirla del

informe.

2 Es posible personalizar cada seccin del

informe. Por ejemplo, seleccione la

seccin Description (Descripcin) en

Report sections (Secciones de informe)y escriba el texto que desee en el campoSection properties (Propiedades deseccin).El resto de las secciones se personalizaran

de la misma manera.

3 Los nombres de Designer (Diseador) yCompany (Empresa), Logo (Logotipo) y otra informacin de propiedad se introduceen la seccin Header information (Informacin de encabezado).Tenga en cuenta que los formatos aceptables para los archivos de logotipo son

archivos JPEG (*.jpg), archivos GIF (*.gif), o archivos de mapa de bits (*.bmp).

4 En Report publishing options (Opciones de publicacin de informe), especifiqueen Report path la ruta de acceso al informe donde el documento de Word se guardar yseleccione la casilla de verificacin Show report on publish (Mostrar informe alpublicar).


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5 Haga clic en Publish (Publicar).

El informe se abre en su documento de Word. Para completar el informe, edite el

documento de Word segn sea necesario.

Adems, el programa crea un icono en la carpeta Report(Informe) del rbol

de SolidWorks Simulation Manager.

Para modificar cualquier sesin del informe, haga clic con el botn derecho del ratn enel icono del informe y haga clic en Edit Definition (Editar definicin). Modifique laseccin y haga clic en OK (Aceptar) para reemplazar el informe existente.

Paso 8: Guardado del trabajo y salida de SolidWorks

1 Haga clic en en la barra de herramientas Standard (Estndar) o haga clic en File,Save (Archivo, Guardar).

2 Haga clic en File, Exit (Archivo, Salir) en el men principal.


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Evaluacin de cinco minutos

1 Cmo inicia una sesin de SolidWorks Simulation?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

2 Qu hace si el men SolidWorks Simulation no est en la barra de mens deSolidWorks?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

3 Qu tipos de documento puede analizar SolidWorks Simulation? ________________

______________________________________________________________________

4 Qu es un anlisis? _____________________________________________________

______________________________________________________________________

5 Por qu es importante un anlisis? _________________________________________

_____________________________________________________________________

6 Qu es un estudio de anlisis? ____________________________________________

_____________________________________________________________________

7 Qu tipo de anlisis puede realizar SolidWorks Simulation?_____________________

_____________________________________________________________________

8 Qu calcula un anlisis esttico? __________________________________________

_____________________________________________________________________

9 Qu es la tensin? ______________________________________________________

_____________________________________________________________________

10 Cules son los pasos principales para realizar un anlisis? ______________________

_____________________________________________________________________

11 Cmo puede cambiar el material de una pieza? _______________________________

_____________________________________________________________________

12 En el asistente para Verificacin de diseo se muestra un factor de seguridad de 0,8 en

algunas ubicaciones. Es seguro el diseo? __________________________________

_____________________________________________________________________


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Proyectos: Deflexin de una viga debido a una fuerza final

Algunos problemas simples tienen respuestas exactas. Uno de estos problemas es una viga

cargada por una fuerza en su extremo como se muestra en la figura. Utilizaremos

SolidWorks Simulation para solucionar este problema y comparar los resultados con la

solucin exacta.

Tareas

1 Abra el archivo

Front_Cantilever.sldprt ubicado

en la carpeta Examples(Ejemplos)

del directorio de instalacin de SolidWorks

Simulation.

2 Mida la anchura, la altura y la longitud de

la viga voladiza.

3 Guarde la pieza con otro nombre.

4 Cree un estudio Static (Esttico).5 Asigne Alloy Steel (Acero aleado) a la

pieza. Cul es el valor del mdulo elstico

en psi?

Respuesta: _________________________

6 Repare una de las caras de los extremos de

la viga voladiza.

7 Aplique una fuerza descendente a la arista superior de la otra cara del extremo con una

magnitud de 500 N.

8 Malle la pieza y ejecute el anlisis.

9 Trace el desplazamiento en la direccin Y. Cul es el desplazamiento Y mximo en el

extremo libre de la viga voladiza?

Respuesta: _______________________________

10 Calcule el desplazamiento vertical terico en el extremo libre con la siguiente frmula:

dondeFes la fuerza,L es la longitud de la viga,Ees el mdulo de elasticidad, w y h son

la anchura y la altura de la viga respectivamente.

Respuesta: _______________________________________________________________________

11 Calcule el error en el desplazamiento vertical con la siguiente frmula:

Respuesta: _______________________________

________________________________________

Cara fija L = 10 pulg.

Fuerza de 100 lb

w = 1 pulg.

h = 1 pulg.

seccin transversal

Cara fija L = 254 mm

Fuerza de 500 N

seccin transversal

w = 25,4 mm

h = 25,4 mm

UYTheory4FL

3

Ewh3

-------------=

ErrorPercentageUYTheory UYCOSMOS

UYTheory-------------------------------------------------------

100=


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Hoja de vocabulario de la leccin 1

Nombre: _____________________________Clase: ________ Fecha:_______________

Complete los espacios en blanco con las palabras adecuadas.

1 Secuencia de creacin de un modelo en SolidWorks, fabricacin y prueba de unprototipo: ________________

2 Escenario hipottico de tipo de anlisis, materiales, cargas y sujeciones: _________

3 Mtodo que SolidWorks Simulation utiliza para realizar anlisis: ______________

4 Tipo de estudio que calcula los desplazamientos, las deformaciones unitarias y las

tensiones: ___________

5 Proceso de subdivisin del modelo en pequeas piezas: __________

6 Piezas pequeas de formas simples creadas durante el mallado: ___________

7 Elementos que comparten puntos comunes: _________

8 Fuerza que acta en un rea dividida por esa rea: __________9 Colapso repentino de diseos alargados debido a cargas axiales de compresin:

_________

10 Estudio que calcula el calor que alcanza un diseo: ____________

11Nmero que proporciona una descripcin general del estado de tensin:

______________

12 Tensiones normales en planos en los que las tensiones de cortadura desaparecen:

_________________

13 Frecuencias en las que un slido tiende a vibrar: _____________________

14 Tipo de anlisis que puede ayudarle a evitar la resonancia: __________________


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Cuestionario de la leccin 1


Instrucciones: Responda a cada pregunta escribiendo la respuesta correcta en el espacio

proporcionado.

1 La prueba del diseo se realiza creando un estudio. Qu es un estudio? ___________

_____________________________________________________________________

2 Qu tipo de anlisis puede realizar SolidWorks Simulation? ____________________

_____________________________________________________________________

3 Despus de obtener los resultados de un estudio, cambi el material, las cargas y/o las

sujeciones. Debe volver a mallar? _________________________________________

_____________________________________________________________________

4 Despus de mallar un estudio, cambi la geometra. Debe volver a mallar el modelo?

_____________________________________________________________________5 Cmo crea un estudio esttico? ___________________________________________

_____________________________________________________________________

6 Qu es una malla? _____________________________________________________

_____________________________________________________________________

7 En un ensamblaje cuntos iconos prev ver en la carpeta Solids(Slidos)? ___

_____________________________________________________________________


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Leccin 2: Mtodos adaptativos en SolidWorks Simulation


2


Una vez que esta leccin se complete correctamente, usted podr (a) utilizar mtodos

adaptativos para mejorar la precisin de los resultados y (b) aplicar sujeciones de simetra

para analizar un cuarto de su modelo original.

Calcular las tensiones de una chapa cuadrada de 500 mm x 500 mm x 25 mm

(19,68 pulg. x 19,68 pulg. x 0,98 pulg.) con un taladro de 25 mm (0,98 pulg.) de radio

en el centro. La chapa est sometida a una presin de traccin de 1 MPa (145,04 psi).

Comparar la concentracin de tensin en el taladro con los resultados tericos conocidos.


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Ejercicio de aprendizaje activo: Parte 1

Use SolidWorks Simulation para realizar un anlisis esttico de

la pieza Plate-with-hole.SLDPRT que se muestra a la

derecha.

Calcular las tensiones de una chapa cuadrada de 500 mm x

500 mm x 25 mm (19,68 pulg. x 19,68 pulg. x 0,98 pulg.) conun taladro de 25 mm (0,98 pulg.) de radio en el centro. La chapa

est sometida a una presin de traccin de 1 MPa (145,04 psi).

Comparar la concentracin de tensin en el taladro con los

resultados tericos conocidos.

A continuacin, se proporcionan instrucciones paso a paso.

Creacin del directorio Simulationtemp

Se recomienda guardar los EjemplosdeeducacindeSolidWorks

Simulation en un directorio temporal a fin de guardar la copia original para su usoposterior.

1 Cree un directorio temporal denominado Simulationtemp en la carpeta

Examples (Ejemplos) del directorio de instalacin de SolidWorksSimulation.

2 Copie el directorio SolidWorksSimulationEducationExamples (Ejemplos

de educacin de SolidWorks Simulation) en el directorio Simulationtemp.

Apertura del documento Plate-with-hole.SLDPRT

1 Haga clic en Open (Abrir) en la barra de herramientas Standard (Estndar).Aparece el cuadro de dilogo Open (Abrir).

2 Desplcese a la carpeta Simulationtemp del directorio de instalacin deSolidWorks Simulation.

3 Seleccione Plate-with-hole.SLDPRT.

4 Haga clic en Open (Abrir).

La pieza Plate-with-hole.SLDPRT se abre.

Observe que la pieza tiene dos configuraciones: (a) Quarterplate (Cuarto de

chapa) y (b) Wholeplate (Chapa completa). Asegrese de que la configuracin

Wholeplate se encuentre activa.

Nota: Las configuraciones del documento se incluyen en la pestaa

ConfigurationManager en la parte superior del panel izquierdo.


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Seleccin del men SolidWorks Simulation

Si SolidWorks Simulation tiene los

complementos adecuados, aparece el

men SolidWorks Simulation en la

barra de mens de SolidWorks. De lo

contrario:

1 Haga clic en Tools, Add-Ins (Herramientas, Complementos).

Aparece el cuadro de dilogo Add-Ins (Complementos).

2 Seleccione las casillas de verificacin situadas junto a SolidWorks Simulation.

Si SolidWorks Simulation no se encuentra en la lista, necesita instalar SolidWorks

Simulation.


El men SolidWorks Simulation aparecer en la barra de mens de SolidWorks.

Establecimiento de las unidades del anlisis

Antes de empezar esta leccin, estableceremos las unidades del anlisis.

1 Haga clic en Simulation, Options (Opciones).

2 Haga clic en la pestaa Default Options (Opciones predeterminadas).

3 Seleccione SI (MKS) en Unit system (Sistema de unidades) y mm y N/mm^2 (MPa)como unidades de longitud y tensin, respectivamente.

4 Haga clic en .


El primer paso para realizar un anlisis consiste en crear un estudio.



2 En Name (Nombre), escriba Wholeplate (Chapa completa).

3 En Type (Tipo), escriba Static (Esttico).

4 Haga clic en .

SolidWorks Simulation crea un rbol de estudio de Simulation situado bajo el rbol de

diseo de FeatureManager.

Men SolidWorks Simulation


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Asignacin de acero aleado

1 En el rbol de SolidWorks

Simulation Manager, haga

clic con el botn derecho

del ratn en la carpetaPlate-with-hole

(Chapa con orificio) y

haga clic en ApplyMaterial to All Bodies(Aplicar material a todos

los slidos).

Aparece el cuadro de

dilogo Material.

2 Haga lo siguiente:

a) Expanda la carpeta dela biblioteca

SolidWorks

Materials (Materiales de Solidworks).

b) Expanda la categora Steel (Acero).

c) Seleccione Alloy Steel (Acero aleado).



Aplique sujeciones para evitar las rotaciones fuera del plano y los movimientos de cuerpos

libres.

1 Presione la barraespaciadora y seleccione

*Trimetric (Trimtrica) en el men Orientation(Orientacin).

La orientacin del modelo es como puede verse en

la figura.

2 En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con

el botn derecho del ratn en la carpetaFixtures (Sujeciones) y haga clic en AdvancedFixtures (Sujeciones avanzadas).

Aparece el PropertyManagerFixture.

3 Asegrese de que la opcin Type (Tipo) estestablecida en Use Reference Geometry(Utilizar geometra de referencia).

Nota: Las propiedades mecnicas y fsicas del acero aleado aparecen en la tablasituada a la derecha.


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4 En la zona de grficos, seleccione las 8 aristas que se muestran en la figura.

Aparecen de Edge a Edge en el cuadro Faces, Edges, Vertices for Fixture(Caras, aristas o vrtices para sujecin).

5 Haga clic en el cuadro Face, Edge, Plane, Axis for Direction (Cara, arista, plano o ejepara direccin) y seleccione Plane1 (Plano 1) en el rbol de FeatureManager

desplegable.

6 En Translations (Traslaciones), seleccione Along plane Dir 2 (A lo largo delplano Dir. 2).

7 Haga clic en .

Las sujeciones se aplican y sus smbolos aparecen en las aristas seleccionadas.

Adems, aparece un icono de sujecin (ReferenceGeometry-1) (Geometra

de referencia-1) en la carpeta Fixtures (Sujeciones).

De forma similar, siga los pasos 2 al 7 para aplicar

sujeciones al conjunto vertical de aristas como se

muestra en la figura para restringir las 8 aristas

Along plane Dir 1 (A lo largo del planoDir. 1) de Plane1(Plano1).

Para evitar el desplazamiento del modelo en la direccin Z global, se debe definir una

sujecin en el vrtice que se muestra en la figura a continuacin.

1 En el rbol de SolidWorks Simulation Manager,

haga clic con el botn derecho del ratn en la

carpeta Fixtures (Sujeciones) y haga clic en

Advanced Fixtures (Sujeciones avanzadas).

Aparece el PropertyManagerFixture.

2 Asegrese de que la opcin Type (Tipo) estestablecida en Use reference geometry (Utilizargeometra de referencia).

3 En la zona de grficos, haga clic en el vrtice que

se muestra en la figura.

Aparece Vertex(Vrtice) en el cuadro

Faces, Edges, Vertices for Fixture (Caras,aristas o vrtices para sujecin).


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4 Haga clic en el cuadro Face, Edge, Plane, Axis for Direction (Cara, arista, plano o ejepara direccin) y seleccione Plane1 (Plano 1) en el rbol de FeatureManager

desplegable.

5 En Translations (Traslaciones), seleccione Normal to Plane (Normal al plano).

6 Haga clic en .

Paso 4: Aplicacin de presin

Aplique una presin de 1 MPa

(145,04 psi) normal a las caras como

se muestra en la figura.

1 En el rbol de SolidWorks

Simulation Manager, haga clic

con el botn derecho del ratn en

la carpeta ExternalLoads

(Cargas externas) y haga clic en

Pressure (Presin).

Aparece el PropertyManager

Pressure.

2 En Type (Tipo), seleccioneNormal to selected face(Normal a la cara seleccionada).

3 En la zona de grficos, seleccione

las cuatro caras que se muestran

en la figura.

Aparecen de Face(Cara) a Face(Cara) en el cuadro de lista Faces forPressure (Caras para presin).

4 Asegrese de que la opcin Units (Unidades) est establecida en N/mm^2 (MPa).

5 En el cuadro Pressure value (Valor de presin) , escriba 1.

6 Marque la casilla Reverse direction (Invertir direccin).

7 Haga clic en .

SolidWorks Simulation aplica la presin normal a las caras seleccionadas y aparece el

icono Pressure-1(Presin-1) en la carpeta ExternalLoads (Cargas

externas).

Para ocultar los smbolos de cargas y sujeciones

En el rbol SolidWorks Simulation Manager, haga clic con el botn derecho del ratnen Fixtures(Sujeciones) o en la carpeta ExternalLoads(Cargas

externas) y haga clic en Hide All (Ocultar todo).

Cara 3

Cara 4

Cara 1

Cara 2


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Paso 5: Mallado del modelo y ejecucin del estudio

El mallado divide el modelo en piezas ms pequeas denominadas elementos. Segn las

cotas geomtricas del modelo, SolidWorks Simulation sugiere un tamao de elemento

predeterminado que puede modificarse segn sea necesario.

1 En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga clic con el botn derecho del

ratn en el icono Mesh(Malla) y seleccione Create Mesh (Crear malla).Aparece el PropertyManagerMesh (Malla).

2 Expanda Mesh Parameters (Parmetros de malla) seleccionando la casilla deverificacin.

Asegrese de que la opcin Curvature based mesh (Malla basada en curvatura)est seleccionada.

3 Escriba 50 mm para Maximum element size (Tamao mximo de elemento) yacepte los valores predeterminados para el resto de los parmetros [Minimum elementsize (Tamao mnimo de elemento) , Min number of elements in a circle(N. mn. de elementos en un crculo) y Element size growth ratio (Cociente

de crecimiento del tamao del elemento) ].4 Marque Run (solve) the analysis (Ejecutar (solucionar) el anlisis) en Options

(Opciones) y haga clic en .

Nota: Para ver el trazado de la malla, haga clic con el botn derecho del ratn en lacarpeta Mesh(Malla)y seleccione Show Mesh (Mostrar malla)


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Paso 6: Visualizacin de los resultados

Tensin normal en la direccin X global.

1 Haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta Results(Resultados)

y seleccione Define Stress Plot (Definir trazado de tensiones).

Aparece el PropertyManagerStress Plot (Trazado de tensiones).

2 En Display (Visualizacin).

a) Seleccione SX: Tensin normal de X en el campo Componente.

b) Seleccione N/mm^2 (MPa) en Units (Unidades).

3 Haga clic en .

Se muestra la tensin normal en el

trazado de direccin X.

Observe la concentracin de tensiones

en el rea alrededor del taladro.

Paso 7: Verificacin de los resultados

La tensin normal mxima mx de una chapa con una seccin transversal rectangular yun taladro circular central es proporcionada por:

donde:

D = anchura de la chapa = 500 mm (19,69 pulg.)

r = radio del taladro = 25 mm (0,98 pulg.)

t = espesor de la chapa = 25 mm (0,98 pulg.)P = Fuerza axial de traccin = Presin * (D * t)

El valor analtico de la tensin normal mxima es mx = 3,0245 MPa (438,67 psi).

El resultado de SolidWorks Simulation, sin utilizar ningn mtodo adaptativo, es SX =

2,416 MPa (350,41 psi).

Este resultado se desva de la solucin terica en aproximadamente un 20,1%. Pronto ver

que esta desviacin insignificante puede atribuirse al grosor de la malla.

max k P

t D 2r( )----------------------

=

k 3.0 3.132r

D-----

3.662r

D-----

2 1.53

2r

D-----

3

+=


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En la segunda parte del ejercicio, modelar el cuarto de chapa con ayuda de las sujeciones

de simetra.

Paso 1: Activacin de nueva configuracin

1 Haga clic en la pestaa

ConfigurationManager .

2 En el gestor de ConfigurationManager, hagadoble clic en el icono de Quarterplate

(Cuartodechapa).

Se activar la configuracin Quarterplate(Cuartodechapa).

El modelo del cuarto de chapa aparece en la zona de

grficos.


El nuevo estudio que usted crea se basa en la configuracin Quarterplate(Cuarto

dechapa)activa.



2 En Name (Nombre), escriba Quarterplate(Cuartodechapa).3 En Type (Tipo), escriba Static (Esttico).

4 Haga clic en .

SolidWorks Simulation crea un rbol

representativo para el estudio situado en una

pestaa en la parte inferior de la pantalla.

Nota: Las sujeciones de simetra pueden utilizarse para analizar slo una parte delmodelo. Este mtodo puede representar un ahorro considerable de tiempo,particularmente si est trabajando con modelos grandes.

Las condiciones de simetra requieren que la geometra, las cargas, laspropiedades de materiales y las sujeciones sean equivalentes en el plano desimetra.

Nota: Para acceder a un estudio asociado con unaconfiguracin inactiva, haga clic con el

botn derecho del ratn en su icono y

seleccione Activate SW configuration(Activar configuracin de SW).


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Siga el procedimiento que se describe en el Paso 2 de la Parte 1 para asignar el material

Alloy Steel (Acero aleado).


Aplique sujeciones en las caras de la simetra.1 Utilice las teclas de flecha para girar el

modelo como se muestra en la figura.

2 En el rbol de estudio de Simulation, haga

clic con el botn derecho del ratn en la

carpeta Fixtures(Sujeciones) y

seleccione Advanced Fixtures(Sujeciones avanzadas).

Aparece el PropertyManagerFixtures(Sujeciones).

3 Establezca el Type (Tipo) en Symmetry(Simetra).

4 En la zona de grficos, haga clic en la Face1(Cara1) y Face2(Cara2) que se

muestran en la figura.

Face y Face aparecen en el cuadro Planar Faces for Fixture (Caras planaspara sujecin).

5 Haga clic en .

A continuacin, aplique una restriccin a la arista superior de la chapa para evitar el

desplazamiento en la direccin Z global.

Para restringir la arista superior:1 En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga clic con el botn derecho del

ratn en la carpeta Fixtures(Sujeciones) y seleccione Advanced Fixtures(Sujeciones avanzadas).

Establezca el Type (Tipo) en Use reference geometry (Utilizar geometra dereferencia).

2 En la zona de grficos, haga clic en la arista superior

de la chapa que se muestra en la figura.

Aparece Edge(Arista) en el cuadro Faces,Edges, Vertices for Fixture (Caras, aristas o vrtices

para sujecin).

3 Haga clic en el cuadro Face, Edge, Plane, Axis forDirection (Cara, arista, plano o eje para direccin) yseleccione Plane1 (Plano 1) en el rbol de

FeatureManager desplegable.

Cara 1

Cara 2

Arista 1


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4 En Translations (Traslaciones), seleccione Normal to plane (Normal al plano) .Asegrese de que los otros dos componentes estn desactivados .

5 Haga clic en .

Luego de aplicar todas las sujeciones, aparecen dos elementos (Symmetry-1) y

(ReferenceGeometry-1) en la carpeta Fixtures.

Paso 5 Aplicacin de presin

Aplique una presin de 1 MPa (145,04 psi) como se muestra en la figura a continuacin:

1 En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga

clic con el botn derecho del ratn en la carpeta

ExternalLoads(Cargasexternas) y

seleccione Pressure (Presin).

Aparece el PropertyManagerPressure.

2 En Type (Tipo), seleccione Normal to selected face(Normal a la cara seleccionada).

3 En la zona de grficos, seleccione la cara que se muestraen la figura.

1 Aparece Face(Cara) en el cuadro de lista Facesfor Pressure (Caras para presin).

2 Establezca Units (Unidades) en N/mm^2 (MPa).

3 En el cuadro Pressure value (Valor de presin) , escriba 1.

4 Marque la casilla Reverse direction (Invertir direccin).

5 Haga clic en .

SolidWorks Simulation aplica la presin normal a las caras seleccionadas y aparece el

icono Pressure-1(Presin-1) en la carpeta ExternalLoads(Cargasexternas).

Paso 6 Mallado del modelo y ejecucin del anlisis

Aplique la misma configuracin de malla a continuacin

del procedimiento que se describe en el Paso 5 de la Parte

1, Mallado del modelo y ejecucin del anlisis en la

pgina 2-7. Luego, proceda a Run (Ejecutar) el anlisis.

El trazado de la malla es como puede verse en la figura.


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Paso 7 Visualizacin de tensiones normales en la direccin X global

1 En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el botn derecho del ratn en la

carpeta Results(Resultados) y seleccione Define Stress Plot (Definirtrazado de tensiones).

2 En el PropertyManagerStress Plot (Trazado de tensiones), en Display

(Visualizacin):a) Seleccione SX: X Normal stress (SX: Tensin normal de X).

b) Seleccione N/mm^2 (MPa) en Units (Unidades).

3 En Deformed Shape (Forma deformada), seleccione True Scale (Escala real).

4 En Property (Propiedad):

a) Seleccione Associate plot with name view orientation (Asociar el trazado conorientacin de vista etiquetada).

b) Seleccione *Front (Frontal) en el men.

5 Haga clic en .

La tensin normal en la direccin X aparece en la forma deformada real de la chapa.

Paso 8 Verificacin de los resultados

Para el cuarto de modelo, la tensin SX normal mxima es 2,217 MPa (321,55 psi). Este

resultado es comparable con los resultados de la chapa completa.

Este resultado se desva de la solucin terica en aproximadamente un 36%. Como se

mencion en la conclusin de la Parte 1 de esta leccin, usted ver que esta desviacin

puede atribuirse al grosor de la malla computacional. Puede optimizar la precisin

utilizando un tamao de elemento menor manualmente o utilizando mtodos adaptativosautomticos.

En la Parte 3, utilizar el mtodo adaptativo h para optimizar la precisin.


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En la tercera parte del ejercicio, aplicar el mtodo adaptativo h para solucionar el mismo

problema para la configuracin Quarterplate(Cuartodechapa).

Para demostrar la capacidad del mtodo adaptativo h, mallar primero el modelo con un

tamao de elemento grande y luego observar de qu manera el mtodo h cambia el

tamao de la malla para optimizar la precisin de los resultados.

Paso 1 Definicin de un nuevo estudio

Crear un nuevo estudio duplicando el estudio anterior.

1 Haga clic con el botn derecho en el estudio

Quarterplate(Cuartodechapa) en la

parte inferior de la pantalla y seleccione Duplicate(Duplicar).

Aparece el cuadro de dilogo Define Study Name(Definir nombre de estudio).

2 En el cuadro Study Name (Nombre de estudio),escriba H-adaptive(adaptativoh).

3 En Configuration to use (Configuracin autilizar): seleccione Quarter plate (Cuarto dechapa).



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Paso 2 Establecimiento de los parmetros del mtodo adaptativo h

1 En el gestor de estudio de Simulation, haga clic con el botn derecho del ratn en

H-adaptive(Adaptativoh) y seleccione Properties (Propiedades).

2 En el cuadro de dilogo, en la pestaa Options (Opciones), seleccione FFEPlusen Solver (Solucionador).

3 En la pestaa Adaptive (Adaptivo), en Adaptive method (Mtodo adaptativo),seleccione h-adaptive (adaptativo h).

4 En h-Adaptive options (Opciones de adaptativoh), realice lo siguiente:

a) Mueva el control deslizante de Targetaccuracy (Precisin de destino) a 99%.

b) Establezca el valor de Maximum no. of loops(N de bucles mximo) en 5.

c) Seleccione Mesh coarsening (Grosor demalla).


Paso 3: Nuevo mallado del modelo y ejecucin del estudio

1 En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga clic

con el botn derecho del ratn en la carpeta Mesh(Malla)y seleccione Create Mesh (Crear malla).

Aparece un mensaje de advertencia que indica que el nuevo

mallado eliminar los resultados del estudio.


Aparece el PropertyManagerMesh (Malla).

3 Escriba 125 mm (4,92 pulg.) para Maximum element size(Tamao mximo de elemento) y acepte los valorespredeterminados para el resto de los parmetros [Minimumelement size (Tamao mnimo de elemento) , Min number of elements in a

circle (N. mn. de elementos en un crculo) y Element size growth ratio(Cociente de crecimiento del tamao del elemento) ].

Este valor alto para el tamao de elemento global se utiliza para demostrar de qu

manera el mtodo adaptativo h afina la malla para obtener resultados precisos.

4 Haga clic en . La imagen anterior muestra la malla gruesa inicial.

5 Haga clic con el botn derecho del ratn en el icono H-adaptive (adaptativo h) yseleccione Run (Ejecutar).

Nota: Al duplicar el estudio, todas las carpetasdel estudio original se copian en el nuevo

estudio. Mientras las propiedades del

nuevo estudio permanezcan sin cambios,

no es necesario redefinir las propiedades

de materiales, cargas, sujeciones, etc.


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Paso 4: Visualizacin de resultados

Con la aplicacin del mtodo adaptativo h, el tamao de la

malla original se reduce. Observe la transicin del tamao de

la malla de una malla ms gruesa (bordes de la chapa) a una

malla ms fina en la ubicacin del taladro central.

Para ver la malla convertida, haga clic con el botn derechodel ratn en el icono Mesh(Malla) y seleccione ShowMesh (Mostrar malla).

Visualizacin de tensin normal en la direccin X global

En el rbol de SolidWorks Simulation Manager, haga doble clic en el trazado de Stress2(X-normal) (Tensin 2 (normal a X)) en la carpeta Results(Resultados) .

El valor analtico de la tensin normal mxima es mx = 3,113 MPa (451,5) psi.

El resultado de SolidWorks Simulation con la aplicacin del mtodo adaptativo h es

SX = 3,113 MPa, que se acerca ms a la solucin analtica (error aproximado: 2,9%).

Nota: La precisin deseada establecida en las propiedades del estudio (en su caso,99%) no significa que las tensiones resultantes estarn dentro del errormximo de 1%. En el mtodo de elementos finitos, se utilizan otrasmediciones distintas de las tensiones para evaluar la precisin de la solucin.Sin embargo, se puede concluir que, puesto que el algoritmo adaptativorefina la malla, la solucin de la tensin es ms precisa.


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Paso 9 Visualizacin de grficos de convergencia

1 En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el botn derecho del ratn en la

carpeta Results(Resultados) y seleccione Define Adaptive ConvergenceGraph (Definir grfico de convergencia adaptativo).

2 En el PropertyManager, marque todas las opciones y haga clic en .

Se muestra el grfico de convergencia de todas las cantidades marcadas.

Nota: Para optimizar an ms la precisin de la solucin, es posible continuar conlas iteraciones de adaptabilidad h iniciando ejecuciones de estudiosconsecutivas. Cada ejecucin de estudio posterior utiliza la malla finalcorrespondiente a la ltima iteracin de la ejecucin anterior como la mallainicial para la nueva ejecucin. Para intentar esto, proceda a Run (Ejecutar)el estudio H-adaptive(adaptativoh) nuevamente.


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Evaluacin de cinco minutos

1 Si modifica material, cargas o sujeciones, los resultados se invalidan mientras que la

malla no. Por qu?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

2 Invalida el cambio de una cota la malla actual?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

3 Cmo activa una configuracin?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

4 Qu es un movimiento de cuerpo rgido?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

5 Qu es el mtodo adaptativo h y cundo se utiliza?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

6 Cul es la ventaja de utilizar el mtodo adaptativo h para mejorar la precisin en

comparacin con la utilizacin del control de malla?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

7 Cambia el nmero de elementos en iteraciones del mtodo adaptativo p?

_____________________________________________________________________

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Proyectos: Modelado del cuarto de chapa con una malla slida

Utilice la malla slida para solucionar el modelo del cuarto de chapa. Aplicar el control

de malla para mejorar la precisin de los resultados.

Tareas

1 Haga clic en Insert, Surface, Mid Surface (Insertar, Superficie, Superficie media)en el men principal de SolidWorks en la parte superior de la pantalla.

2 Seleccione las superficies delantera y posterior de la

chapa, como se muestra.


4 Cree un estudioStatic (Esttico) denominadoShells-quarter.

5 Expanda la carpeta Plate-with-hole(Chapa

conorificio), haga clic con el botn derecho en

SolidBody(Cuerposlido) y seleccione

Exclude from Analysis (Excluir de anlisis).

6 Defina un vaciado de 25 mm (pulg.) (formulacinThin (Delgada)). Para ello:

a) Haga clic con el botn derecho del ratn en SurfaceBody(Cuerpo

superficial) en la carpeta Plate-with-hole(Chapaconorificio)del rbol de estudio de Simulation y seleccione Edit Definition (Editar definicin).

b) En el PropertyManagerShell Definition (Definicin de vaciado), seleccione mmy escriba 25 mm para Shell thickness (Espesor de vaciado).

c) Haga clic en .

7 Asigne Alloy Steel (Acero aleado) al vaciado. Para ello:

a) Haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta Plate-with-hole

(Chapaconorificio) y seleccione Apply Material to All Bodies (Aplicarmaterial a todos los slidos).

b) Expanda la biblioteca SolidWorksMaterials(Materialesde

SolidWorks) y seleccione Alloy Steel (Acero aleado) en la categora Steel(Acero).

c) Seleccione Apply (Aplicar) y Close (Cerrar).

8 Aplique sujeciones de simetra a las dos aristas que se muestran en la figura.

a) Haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta Fixtures

(Sujeciones) y seleccione Advanced Fixtures (Sujeciones avanzadas).

Nota: Para una malla de vaciado, es suficiente restringir una arista en lugar de la

cara.


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b) En el campo Faces, Edges, Vertices for Fixture(Caras, aristas o vrtices para sujecin), seleccionela arista indicada en la figura.

c) En el campo Face, Edge, Plane, Axis for Direction(Cara, arista, plano o eje para direccin), seleccionePlane3(Plano3).

d) Restrinja la traslacin Normal to Plane (Normal alplano) y las rotaciones Along Plane Dir 1 (A lo largodel plano Dir. 1) y Along Plane Dir 2 (A lo largo delplano Dir. 2).

e) Haga clic en .

9 Con el mismo procedimiento, aplique una sujecin

de simetra a la otra arista que se muestra en la figura.

Esta vez, utilice la operacin Plane2(Plano2)

para el campo Face, Edge, Plane, Axis forDirection (Cara, arista, plano o eje paradireccin).

10 Aplique una Pressure de 1 N/mm^2 (MPa) a la arista quese muestra en la figura.

a) Haga clic con el botn derecho del ratn en la carpeta

ExternalLoads(Cargasexternas) y

seleccione Pressure (Presin).

b) En Type (Tipo), seleccione Use reference geometry(Usar geometra de referencia).

c) En el campo Faces, Edges for Pressure (Caras yaristas para presin), seleccione la arista vertical quese muestra en la figura.

d) En el campo Face, Edge, Plane, Axis for Direction(Cara, arista, plano o eje para direccin), seleccione la arista que se indica en lafigura.

e) Especifique 1 N/mm^2 (MPa) en el cuadro de dilogo Pressure Value (Valor depresin).

f) Haga clic en .


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11 Aplique control de malla a la arista que se muestra en la

figura. La utilizacin de un tamao de elemento menor

mejora la precisin.

a) En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el

botn derecho del ratn en la carpeta Mesh(Malla)

y seleccione Apply Mesh Control (Aplicar control de

malla). Aparece el PropertyManagerMesh Control(Control de malla).

b) Seleccione la arista del taladro como se muestra en la

figura.

c) Haga clic en .

12 Malle la pieza y ejecute el anlisis.

a) En el rbol de estudio de Simulation, haga clic con el botn derecho del ratn en la

carpeta Mesh(Malla) y seleccione Apply Mesh Control (Aplicar control de

malla). Aparece el PropertyManagerMesh Control (Control de malla).b) Seleccione la arista del taladro como se muestra en la figura.

c) Haga clic en .

13 Trace la tensin en la direccin X. Cul es la tensin SX mxima?

Respuesta: _______________________________

14 Calcule el error en la tensin SX normal con la siguiente frmula:

Respuesta: _______________________________

________________________________________

________________________________________

ErrorPercen tageSXTheory SXSIMULATION

SXTheory---------------------------------------------------------------

100=


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Hoja de vocabulario de la leccin 2


Complete los espacios en blanco con las palabras adecuadas.

1 Mtodo que mejora los resultados de la tensin mediante el ajuste automtico de lamalla en regiones de concentracin de tensin:

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2 Mtodo que mejora los resultados de la tensin aumentando el orden polinmico:

_____________________________________________________________________

3 Tipo de grados de libertad que tiene un nodo de un elemento tetradrico:

_____________________________________________________________________

4 Tipos de grados de libertad que tiene un nodo de un elemento de vaciado:

_____________________________________________________________________

5 Material con propiedades elsticas iguales en todas las direcciones:

_____________________________________________________________________

6 Tipo de malla adecuado para modelos de gran tamao:

_____________________________________________________________________

7 Tipo de malla adecuado para modelos delgados:

_____________________________________________________________________

8 El tipo de malla adecuado para modelos con piezas delgadas y de gran tamao:

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Cuestionario de la leccin 2


Instrucciones: Responda a cada pregunta escribiendo la respuesta correcta en el espacio

proporcionado.

1 Cuntos nodos hay en elementos de vaciado de calidad alta y de borrador?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

2 Requiere el cambio de espesor de un vaciado un nuevo mallado?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

3 Cules son los mtodos adaptativos y cul es la idea bsica para su formulacin?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

4 Cul es el beneficio de utilizar varias configuraciones en su estudio?

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_____________________________________________________________________

5 Cmo puede crear rpidamente un estudio nuevo que tiene pequeas diferencias a

partir de un estudio existente?

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_____________________________________________________________________

6 Cuando no hay mtodos adaptativos disponibles, qu puede hacer para establecer

confianza en los resultados?

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_____________________________________________________________________

7 En qu orden calcula el programa las tensiones, los desplazamientos y las

deformaciones unitarias?

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

8 En una solucin adaptativa, indique cul es la cantidad que coincide ms rpido:

El desplazamiento o la tensin?

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simulation solidworks

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